浅析钢桥面铺装用浇注式沥青混凝土检测

【摘要】浇注式沥青混凝土是沥青混凝土按照施工工艺作为分类标准确定的一种沥青混凝土，属于悬浮式密实型结构的沥青混凝土。目前国内用作钢桥面铺装是以德国、日本为代表的浇注式沥青混凝土英文为Gussasphalt，简称GA为主要研究对象和施工工艺。本文叙述了浇注式沥青混凝土的优点、应用及对混合料检测。

【关键词】浇注式沥青混凝土；应用；试验检测

一、本工程特点及简介

重庆永川长江大桥为双向六车道高速公路特大桥，主桥为64m+2×68m+608m+2×68m+64m的七跨连续半飘浮体系双塔钢-混梁斜拉桥，全长1008m。桥面纵坡采用不对称纵坡，桥面铺装采用的是GA浇筑式沥青混凝土。

二、GA浇注式沥青混凝土的主要特点

1.自流性好。浇注式沥青混凝土的特点是在较高施工温度（220～250℃）下具有较好的流动性和施工和易性，由于沥青混合料有一定的流动性，只需要用摊铺整平机即可完成施工 ，不需碾压，并能达到规定的密实度和平整度。

2.密水性好。浇筑式沥青混合料本身具有细集料含量高、矿粉含量高、沥青含量高等特点，较大的沥青及矿粉含量使骨料处于悬浮状态。与热碾压沥青混凝土不同，其间隙率很小，而且内部空隙不连续，因而成型的浇注式沥青混凝土不透水，耐冻融、耐油、耐老化。

3.抗开裂性强。浇筑式沥青混凝土变形能力强，整体性好，沥青含量高，具有优良的抗低温开裂与抗疲劳开裂性能。

三、浇注式沥青混凝土用于钢桥面铺装结构设计的原理：

由于钢板的反复变形，对铺装层与钢板的结合力要求也更高。在反复弯曲变形及振动作用下，因钢板的材料特性与铺装材料特性的不一致，模量差异大，界面上易产生法向应力（易引起脱层）及纵横向剪切应力（易引起脱层及变形），这就要求粘结层材料不仅须有高结合力而且要有良好的韧性，以适应荷载的反复作用。

四、浇注式沥青混凝土配合比的确定及混合料技术指标

依据《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》，确定了钢桥聚合物改性沥青浇注式混合料的材料及性能要求，对车行道、中央分隔带和检修道性能要求分别确定。推荐油石比为7.5～9.0%；细集料中需有一定含量的天然砂以提高混合料的流动性，机制砂和天然砂的比例宜大于1：1，天然砂选用中粗砂；车行道浇注式沥青混凝土低温降粘材料Sasobit推荐用量为1%～3%（与沥青质量比），检修道及中央分隔带浇注式沥青混凝土建议不采用低温降粘材料Sasobit。

项目参建单位根据项目施工前期对浇注式沥青混凝土铺装用的改性沥青、集料及矿粉、外掺材料等原材料的检测与分析，在原材检测合格的基础上确定了浇筑式沥青混凝土目标配合比。

表1 Sasobit指与沥青的质量比。

表2 聚合物改性沥青浇注式混合料级配范围要求

五、浇注式沥青混合料的试验检测

（一）、静贯入度试验

1）试验目的：

通过静贯入度的测定来评价高温时浇注式沥青混合料的稳定性。

2）试验器具

70.7×70.7×70.7±1mm的钢制试模数个；

贯入度试验器，试验荷载为52.5±1kgf（515.0±9.81N），调整贯入杆与试样的表面垂直，钢制贯入杆的直径为25.2mm，底面平整光滑。恒温水槽，贯入器上安装百分表用于测量贯入量；

温度计，50℃和100℃的温度计各一支；

浇注式沥青混合料拌合锅；

300℃烘箱和天平等。

3）试验过程

室内拌和浇注式沥青混合料，将各种规格的矿料置于220±3℃的烘箱中烘干至恒重（一般不少于4～6h）。结合料称重并加入拌和锅，将加热后的集料放入拌和锅，搅拌约5分钟后，加入加热后的石灰石矿粉，并搅拌约15分钟，拌和温度为230～250℃。

试件制作：混合料温度达到240℃左右并拌和均匀后，均匀地灌满试模；试样放入试模后，使试模顶部的中间的部分稍微凸出一点，使之冷却后表面比较平整；将试件在室温下自然冷却，放在平台下静置。

试验顺序：将试件脱模，将试样的侧面作为测试面，在约束其他几个方面（如果表面不平整可以适当打磨）；将试模和试件一起放入预先设定温度下的水浴中保温60分钟，在进行一下试验；贯入杆垂直放入试件的中央；初加荷载为2.5kgf（24.5N）（为贯入杆和承重平台的重量），将该荷载下10分钟时的贯入量调整为0；没有冲击的情况下，将50kgf（490.5N）的荷重放在承重台上，记录1分，2分，3分，5分，10分，20分，30分和60分的贯入量。

4）结果整理

30分钟时的贯入量值为该试件的贯入度，60分钟时的贯入量与30分钟时的贯入量之差为贯入度增量。

（二）、低温弯曲极限应变试验

浇注式沥青混凝土的低温弯曲试验主要是评价混合料在低温时抵抗变形的能力。

在日本《铺装试验法便览》中所提到的低温弯曲试验设备和方法与我国《沥青混合料试验规程》的“沥青混合料弯曲试验”大体一致，只是在试件尺寸上不同，在日本该试验所用尺寸为300mm×100mm×50mm，而我国规定尺寸大小为250mm×30mm×35mm。在本试验研究中采用日本的试件尺寸，进行-10℃的低温弯曲试验。

（三）、流动性试验

浇注式沥青混合料刘埃尔流动性试验类似于水泥混凝土的坍落度试验，主要是用于定量评价浇注式沥青混凝土的工作和易性。

1）试验目的

用刘埃尔流动性测试方法表示浇注式沥青混合料的粘度，用以评价浇注式沥青混合料的施工和易性。

2）适用范围

用以判定浇注式沥青混合料的施工和易性为目的，适用于试验室和现场配合比设计和品质管理。

3）试验器具

流动性试验器，用铜质的锤，量程为300℃的温度计

4）试验方法

室内拌和浇注式沥青混合料，同静贯入度试验混合料拌和方法。

试验顺序，将拌和好的试样沿桶的边沿注入桶内，达到试验的目标温度（本项目确定为240℃）后，将锤通过支架的导孔放入垂直于试样表面的正中央；放下锤，靠锤的自重通过导孔以上两个刻度线的时间，为该混合料的流动性。

六、结束语：

由于钢桥面铺装承受了交通荷载和自然环境等多因素的复杂影响，使用条件严酷，选择合适的沥青混凝土铺装层对钢桥面铺装质量的影响是最重要的途径之一，因此浇筑式沥青混凝土作为一种性能优良的沥青混凝土，势必将在今后的钢桥桥面铺装施工中得到更多的推广应用。现今由于我国对钢桥桥面铺装研究时间相对较短，该技术还不完全成熟，从设计到施工仍然存在一些技术难题，期待广大同行继续进行创新性探索研究。

参考文献：

[1]张纯；浇注式沥青混凝土钢桥面铺装配合比设计及其性能优化研究[D].重庆交通大学，2014年

[2]张顺先；基于使用性能的钢桥面铺装环氧沥青混合料设计研究与疲劳寿命预测[D]；华南理工大学；2013年